晶体管放大电路实用教案

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1、放大放大(fngd)(fngd)电路的结构示意框图电路的结构示意框图放大放大(fngd)概念示意图概念示意图第1页/共49页第一页，共50页。基本放大电路的组成基本放大电路的组成(z chn)(z chn)及工作原理及工作原理一三极管的放大一三极管的放大(fngd)(fngd)原理原理 三极管工作在放大三极管工作在放大(fngd)(fngd)区：区： 发射结正偏，发射结正偏， 集电结反偏。集电结反偏。UCE（-ICRc）放大(fngd)(fngd)原理：iUUBEIBIC（b bIB）电压放大倍数：电压放大倍数： oUiouUUA-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE

2、BE+UIUB+IIC+U+CEUOBCE第2页/共49页第二页，共50页。ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUO符号符号(fho)说说明明第3页/共49页第三页，共50页。二二. .放大电路放大电路(dinl)(dinl)的两种状态的两种状态n正常放大信号时，电路中既有直流电源，也有动态交流信号源电流中是“交、直流并存(bn cn)”，直流是基础，交流是放大对象.n将直流和交流分开讨论：n 直流分析是静态分析，交流分析是动态分析第4页/共49页第四页，共50页。静态(jn

3、gti)和动态 静态- - ，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。0iv 动态- - ，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。0iv 为了不失真地放大信号，必须设置合理的静态工为了不失真地放大信号，必须设置合理的静态工作点（防止出现非线性失真）：作点（防止出现非线性失真）： 1. 1.要加直流偏置要加直流偏置(pin zh)(pin zh)；2.2.所加的偏置所加的偏置(pin zh)(pin zh)要大小适合要大小适合第5页/共49页第五页，共50页。直流通路和交流(jioli)通路直流通路-电路中无变化量，电容相当于开路， 电感(din n)相当于短路交流通路-电路中电容短路(dunl)

4、，电感开路，直流 电源对公共端短路(dunl) 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。第6页/共49页第六页，共50页。直流通(litng)路TRRVb1b2bCCCCC+vovi电容(dinrng)Cb1和Cb2断开TRRVbCCC直流通路 即能通过(tnggu)直流的通道。从C、B、E向外看，有直流负载电阻， Rc 、Rb 。第7页/共49页第七页，共50页。 放大电路实现(shxin)信号放大的工作过程 第8页/共49页第八页，共50页。三.放大电路(dinl)的分析1.静态分析静态分析(近似估算法近似估算法)

5、 求静态工作点（求静态工作点（IBQ ,ICQ , UBEQ , UCEQ ）,判判断是否满足放大断是否满足放大(fngd)条件。条件。a.画出电路的直流通路画出电路的直流通路b.根据电路定律计算电路各直流值，确定静态根据电路定律计算电路各直流值，确定静态(jngti)工作点。工作点。第9页/共49页第九页，共50页。Rb+VCCRCC1C2RL直流通道直流通道(tngdo)Rb+VCCRCa.画电路画电路(dinl)的直流通路的直流通路第10页/共49页第十页，共50页。（1）估算）估算IB（ UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBEbBECCBRUVIbCC7 . 0RVbRVCCRb

6、称为偏置电阻，称为偏置电阻，IB称为偏置电流。称为偏置电流。b.近似估算静态工作点（近似估算静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）第11页/共49页第十一页，共50页。（2）估算）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCECCCCCERIVUIC= b bIB第12页/共49页第十二页，共50页。例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ，b b=37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBmAIIBC5 . 104. 05 .37b6V41.512RIVUCCCCCE请注意电路中请注意电路中IB和和I

7、C的数量级的数量级UBE 0.7VRb+VCCRC第13页/共49页第十三页，共50页。2.动态分析（微变等效电路法）动态分析（微变等效电路法） 求动态参数：电压求动态参数：电压(diny)放大倍数放大倍数Au ,输入电输入电阻阻ri ,输出电阻输出电阻 ro 。 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替(dit)，从而，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。路来处理。第14页/共49页第十四页，共5

8、0页。1）三极管的微变等效电路（非线性器件）三极管的微变等效电路（非线性器件(qjin) 线性化）线性化）在小信号(xnho)变化量的条件下，用线性电路来描述三极管的非线性特征第15页/共49页第十五页，共50页。第16页/共49页第十六页，共50页。2）放大）放大(fngd)电路的微变等效电路电路的微变等效电路在放大电路在放大电路(dinl)交流通路中将三极管用其微变代替，即可得到。交流通路中将三极管用其微变代替，即可得到。分析步骤：画交流通路画微变等效电路计算电压(diny)放大倍数Au计算输入电阻ri计算输出电阻ro第17页/共49页第十七页，共50页。共射极放大电路共射极放大电路uiu

9、o3）用微变等效电路求动态）用微变等效电路求动态(dngti)指标指标第18页/共49页第十八页，共50页。bebirIU LboRIU b b beLurRA b b LCLR/RR 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。画微变等效电路画微变等效电路rbeRbRCRLiU iI bI cI oU BI b b电压放大(fngd)倍数 (Au)第19页/共49页第十九页，共50页。iiIURibeb/rRber电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。到较大的的输入电阻。rb

10、eRbRCRLiU iI bI cI oU BI b b根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：输入电阻第20页/共49页第二十页，共50页。当信号源有内阻当信号源有内阻(ni z)时：时：Ui.UO.Ui.Us.第21页/共49页第二十一页，共50页。coooRIUR所以所以(suy)：用加压求用加压求流法求输流法求输出电阻：出电阻：0U,R.o.ooSLIU=R根据根据(gnj)定义定义oU oI rbeRbRCiI bI cI bI b b00输出电阻第22页/共49页第二十二页，共50页。求：求：1. 静态工作点。静态工作点。 2.电压电压(diny)增益增益AU、输入电阻、输入电阻R

11、i、输出电阻、输出电阻R0 。 第23页/共49页第二十三页，共50页。解解：1 .IcVCE2. 思路：微变等效电路思路：微变等效电路AU、Ri 、R0第24页/共49页第二十四页，共50页。)(94576. 126)431 (20026)1 (200mAmVImVrEbebbeLiurRUUA0b103945. 0)2 . 6/9 . 3(43)(945. 0945. 0/470/krRRbebiCRR 0第25页/共49页第二十五页，共50页。7.2 7.2 多级放大(fngd)(fngd)电路多级放大电路的组成框图多级放大电路的组成框图 输入级：与信号源相连接的第一级放大(fngd)电

12、路。 输出级：与负载相连接的末级放大输出级：与负载相连接的末级放大(fngd)电路。电路。中间级中间级：输入级与输出级之间的放大电路。：输入级与输出级之间的放大电路。 第26页/共49页第二十六页，共50页。多级放大电路(dinl)的级间耦合形式 多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输(chun sh)(chun sh)，且保证各级的静态工作点正确。，且保证各级的静态工作点正确。 耦合电路采用直接(zhji)(zhji)连接或电阻连接，不

13、采用电抗性元件。级间采用电容或变压器耦合。电抗性元件耦合，只能传输交流信号，漂移信号和低频信号不能通过。电路简单，能放大交、直流信号，各级静态工作点“Q” 互相影响，不利于调整，零点漂移严重；电路利于集成化，低频特性好。直接耦合电抗性元件耦合根据输入信号的性质，就可决定级间耦合电路的形式。第27页/共49页第二十七页，共50页。 耦合电路耦合电路(dinl)(dinl)的简化形式的简化形式 (a)阻容耦合阻容耦合 (b)直接耦合直接耦合 (c)变压器耦合变压器耦合第28页/共49页第二十八页，共50页。阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析 多级放大电路多

14、级放大电路(dinl)的放大倍数的放大倍数 ：Au=Au1 Au2 Aun多级放大多级放大(fngd)电路的输入电阻：电路的输入电阻：Ri=Ri1多级放大电路的输出电阻：多级放大电路的输出电阻：R Ro o = R = Ronon 多级放大器的电压放大倍数为各级放大倍数的连乘积。因为各个放大级之间相互影响，所以在计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理。第29页/共49页第二十九页，共50页。7.3 射极输出(shch)器一一. . 共集电极放大共集电极放大(fngd)(fngd)电路电路Rb+VCCC1C2ReRLuiuo1. 结构结构(jigu)：第30页/共49页第三

15、十页，共50页。2.2.直流通道直流通道(tngdo)(tngdo)及静态工作点分及静态工作点分析：析：ebBECCBRRUVI)1 (bEECCCERIVU VCC=IBRb+ UBE +IERe =IBRb+ UBE +(1+b b ）IBReRb+VCCReIBIEUBEUCE IC= b bIB 第31页/共49页第三十一页，共50页。3.3.动态分析动态分析交流交流(jioli)通道及微变通道及微变等效电路等效电路Rb+ECC1C2ReRLuiuo第32页/共49页第三十二页，共50页。交流交流(jioli)通道及微变等通道及微变等效电路效电路rbeiU iI bI cI oU bI

16、 b bReRLEBCRbReRLuiuoBCERb第33页/共49页第三十三页，共50页。LeoRIU LeLRRR/LbRI1 b b ）（LebebiRIrIU LbbebRI)1 (rI b b LbbebLbRI )1 (rIRI )1 ( b b b b LbeLR)1(rR1 b b b b ）（1）电压放大倍数）电压放大倍数rbeiU iI bI cI oU bI b bReRLIeuA=UoUiRb第34页/共49页第三十四页，共50页。1、,R)1(rLbe b b 所以所以，1Au 2、输入输出同相，输出电压、输入输出同相，输出电压(diny)跟随输入跟随输入电压电压(d

17、iny)，故称电压，故称电压(diny)跟随器。跟随器。讨论讨论(toln)输出电压输出电压(diny)与输入电压与输入电压(diny)近似相等，近似相等，电压电压(diny)未被放大，但是电流放大了，即输未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。出功率被放大了。LbeLR)1(rR1 b b b b ）（Au第35页/共49页第三十五页，共50页。（2）输入电阻）输入电阻rbeiU iI bI cI oU bI b bReRLIRBLebebiRIrIU LbbebRI )1 (rI b b Ri=Ui Ibrbe+(1+ b b)RL=Ri=UiIi=Rb/rbe+(1+ b b)RL

18、RiRiRb第36页/共49页第三十六页，共50页。3、输出电阻、输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rbeiU iI bI cI sU bI b bReRsro置置0保留(boli)Rb第37页/共49页第三十七页，共50页。ebbIIII b b EsbesbeRURrURrU b b BssR/RR U IbI bI b bRsrbeReeI IUroEsbeR1Rr11 b b b b 1Rr/RsbeEro=Re/rbe1+ b b当当RS=0时时（加电压（加电压(diny)求流求流法）法）Rb第38页/共49页第三十八页，共50页。例例 在射极输出在射极输出(s

19、hch)器中器中 已知已知 UCC = 12V， RB = 240k， RE = 3k， RL = 6k， RS = 150， = 50 。 试求（1）静态(jngti)工作点；（2）Au、ri 和 rO 。ro=Re/rbe1+ b b当当RS=0时时rob b 1Rr/RsbeERSuS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uO第39页/共49页第三十九页，共50页。（1 1）静态(jngti)(jngti)工作点IB = = = 0.029mAUCC UBE 127RB +（1+）RE 240 +（1+50）3IE =（1+）IB = （1 + 50）0.029 = 1.48mAU

20、CE = UCCREIE = 1231.48 = 7.56VRSuS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uO第40页/共49页第四十页，共50页。（2 2）Au、ri 和和 r0rbe = 200+ （1+） IE26Au = = = 0.99（1+）RL（1+）RLrbe（1+50）（3/6）1.20+（1+50）（3/6）ri = RB / rbe+ （1+）RL = 240 / 1.2+ （1+50）（）（2/6） = 72.17krO = = = 26.47rbe + RS1+1200 + 1501+50.UO RSRERLeb c Ib Ie .IC rbeririUS .I

21、i .Ib RB+.Uo .= 1.20k= 200+（1+50） 261.48第41页/共49页第四十一页，共50页。射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。第42页/共49页第四十二页，共50页。 7.4 集成(j chn)运算放大器 一集成运算(yn sun)放大器的组成 集成电路运算放大器是一种高电压(diny)增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由四部分组成。（1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的

22、两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。（2）电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成（3）输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。 （4）偏置电路是为各级提供合适的工作电流。第43页/共49页第四十三页，共50页。1、 线性区在线性区，它的输出信号和输入信号满足如下的关系 Uo=Aod（U+-U-）通常，集成运放的Aod很大，为了使其工作在线性区，大都引入深度负反馈，以减小运放的净输入，保证输出电压不超出线性范围(fnwi)。特点:（1）运放的同相输入端与反相输入端的电位相等，即U+=U-。（2）理想运放的输入电流等于零。

23、二、集成(j chn)运放的工作区分为线性区和非线性区第44页/共49页第四十四页，共50页。2、 非线性区输出(shch)电压与输入电压之间 UoAod（U+-U-）特点（1） 输出(shch)电压只有两种可能的状态：U+或U-，而U+不一定等于U-。 当 U+U- 时 Uo=U+ U+U- 时 Uo=U+（2） 运放的输入电流等于零。第45页/共49页第四十五页，共50页。三、运算放大器的应用三、运算放大器的应用(yngyng) 1、反相输入求和电路、反相输入求和电路 在在 反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了反相输入求和电路，

24、见图。此时两个输入信号电压构成了反相输入求和电路，见图。此时两个输入信号电压(diny)产生的电流都流向产生的电流都流向Rf 。所以输出是两输入信号的比。所以输出是两输入信号的比例和。例和。)()()(i22fi11ff2i21i1f2ii1ovRRvRRRRvRvRiiv相之和。时，输出等于两输入反当f21RRR反相求和(qi h)运算电路)()(i2i1i22fi11fovvvRRvRRv第46页/共49页第四十六页，共50页。2、 同相输入求和同相输入求和(qi h)电路电路 在同相比例运算电路(dinl)的基础上，增加一个输入支路，就构成了同相输入求和电路(dinl)，如图所示。同相求

25、和运算(yn sun)电路 因运放具有虚断的特性因运放具有虚断的特性，对运放同相输入端的电，对运放同相输入端的电位可用叠加原理求得位可用叠加原理求得:第47页/共49页第四十七页，共50页。RRRRRRvRRRRRRRvRRRRRRRRRRvRRRRRvRRvf12i212221i1211f12i2121i12o) /() /() /() /() /() /() /() /(RvRvRRRRRRRRvRRvRRv2i21i1fnpfffi22pi11po)()(由此可得出(d ch)/ / fn21pRRRRRRR式中 vvRRRvRRRRRvRRv) /() /() /() /(12i212

26、1i12vRRRvof而 , i2i1of21npvvvRRRRR时当，第48页/共49页第四十八页，共50页。谢谢您的观看(gunkn)！第49页/共49页第四十九页，共50页。NoImage内容(nirng)总结放大电路的结构示意框图。第1页/共49页。UCE（-ICRc）。IC（bIB）。直流分析是静态分析，交流分析是动态分析。从C、B、E向外看，。Rb称为偏置电阻，IB称为偏置电流。b.近似(jn s)估算静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）。负载电阻越小，放大倍数越小。2.电压增益AU、输入电阻Ri、输出电阻R0。AU、Ri 、R0。中间级：输入级与输出级之间的放大电路。耦合电路采用直接连接或电阻连接，。谢谢您的观看第五十页，共50页。